JP4226757B2 - レール加熱器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道・軌道用のレールポイント部及びその周辺部（以下、ポイント部という）の凍結防止、雪害防止を目的としてポイント部に取り付けられるレール加熱器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に示されたポイント部において、レールブレスＢで側面を支持されたレールＫの加熱には線状、或いは平角帯状のヒータＨが用いられる。レールＫに対するヒータＨの取り付けには、例えば図５に示されている如くレールＫの側面にヒータＨを圧接する取り付け金具Ｃが用いられ、ヒータＨはレールＫの外側を取り巻くようにして取り付けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
取り付け面の凹凸に対応して線状又は帯状のヒータＨを取り付けた場合、取り付け面の凹凸に沿って湾曲することでヒータＨの耐久性が劣化するという問題がある。また、取り付け金具ＣでヒータＨをレールＫに圧接したとしても、表面が湾曲したレールＫでは、その表面形状にヒータＨの外形が整合しないため、接触面積が小さくならざるを得ず、そのためレールＫと接触していない部分からの放熱量が多くなって熱損失が大きいという問題がある。とりわけ、前記ポイント部への敷設では、レールに対する加熱効率が悪いという問題がある。
【０００４】
本発明はこのような問題点に鑑み、レール表面に取り付けてポイント部の融雪を行うレール加熱器において、発熱体からレールへの熱伝達量が多く、レールブレスで側面を支持されたレールを効率的に加熱可能な構造とすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明のレール加熱器は、高熱伝導率の金属材よりなる長尺な筐体の内部に線状又は棒状に形成された発熱体を設け、筐体の表面をレールに接触させてレールを加熱するレール加熱器において、前記筐体はその前面がレール側面から脚部に至る当該レール折れ部表面の曲率に対応した湾曲形状に形成されているとともに、その後面に、筐体の略中央部に中空状に空けられた空間部と連通していて且つ筐体の長手方向に連続して伸びた凹状の溝部が設けられ、この筐体の前記空間部に発熱体を挿入するとともに、溝部を閉鎖する大きさを有する低熱伝導率の断熱材を前記空間部の筐体後面側で発熱体に重ねて溝部内に配置し、当該溝部の縁部を内方断熱材側に折り曲げてかしめることにより、発熱体及び断熱材を筐体の内部に固定した構成を有することを特徴とする。
【０００６】
これによれば、レール加熱器は筐体前面をレール表面に接合させて取り付けられ、発熱体を発熱させることにより筐体が加熱され、この加熱された筐体を介してレールを加熱する。発熱体から筐体に伝導した熱量は、レール表面に面接触する筐体前面から効率よくレールに伝導される。
【０００７】
筐体を形成する材料としてはアルミニウムや銅などの熱伝導率の高い金属材が用いられ、筐体は押し出し成形により、発熱体を内蔵し得る厚みを有して、敷設するポイント部の融雪要求レベルに応じた長さに形成される。
例えば１〜４ｍ程度の長さ、或いはこれを超える長尺状に形成することができる。加熱すべきポイント部が長い場合に、これに対応した長さに筐体を設ければ、ポイント部に短尺の筐体を複数個設置するよりは、電源部と発熱体とを接続する給電ケーブル類が少なくなり敷設現場の配線がすっきりと収まる。
筐体前面の形状は、レールに対して接触面積を有効に増加させるように、レール表面に取り付ける部位の形状に対応して形成される。レール側面に取り付ける場合は略平面形状、レール側面から脚部に至る折れ部に取り付ける場合はレール表面の湾曲形状に対応した外方に膨らんで湾曲した形状、より詳しくはレール表面の曲率形状に対応した曲率の表面形状に形成される。レールが表面に湾曲した部分がない、断面エ型の場合は、筐体前面の形状は曲率無限大、すなわち平面となる。
【０００８】
筐体に設ける溝部は、発熱体が挿入し得る大きさの空間部を筐体内部に設けて形成される。発熱体から筐体への熱伝導率を高めるため、この空間部は発熱体の外形と対応させ、発熱体の周面が面接触する形状に設けることが好ましい。
具体的には、発熱体の外周を空間部が包被し、この空間部に発熱体が略一杯に挿入する形状、例えば発熱体が外径（φ）６．５ｍｍ程度の円柱状であるときは、空間部はそれよりも若干大きな内径６．７ｍｍ程度の中空部とすることができる。発熱体の外形が平角状のときは、空間部は平角の中空形状に形成することができる。
溝部は、筐体の側面や後面などの、レールに接合する筐体前面以外の周面に設けることができる。
【０００９】
発熱体は、筐体とほぼ同じ長さを有する線状又は棒状に形成された種々のヒータ、例えば発熱線をマグネシウムで絶縁してなるシーズヒータや細管ヒータなどの管状ヒータ、平角又は帯状ヒータ、耐熱材で外装されたシート状ヒータなどを用いることができる。なお、これらを総称して線状又は棒状ヒータと表現する。
発熱体は溝部から筐体内部に挿入され、発熱体の端部には給電ケーブルが接続される。
【００１０】
前記構成において、ステンレスなどの熱伝導率の低い断熱材を、溝部を閉鎖し得る大きさに形成し、これを発熱体の非加熱方向の面に重ねて配置することが好ましい。なお、ここでいう非加熱方向とは、筐体がレールに接合していない面側の方向をいう。
この場合、溝部の発熱体が挿入される空間部よりも入口側の位置に、断熱材が挿入可能な開口部を設け、この開口部に断熱材を挿入してから溝部の縁部を内方にかしめて発熱体及び断熱材を筐体内部に固定しておくことができる。
これによれば、断熱材によって溝部が閉鎖されるので、非加熱方向である溝部からの熱量の放散を防止でき、発熱体に重ねて断熱材が設けてあることによって熱の伝導方向がレール側に特定され、発熱体の発生熱量が効率的にレールに伝導する。
【００１１】
本発明のレール加熱器は、ポイント部のレールの任意の位置に取り付けて利用できるものである。
レールとレールブレスの間隙に貫通させて取り付ける場合は、加熱器の後面に熱絶縁性を有する固定支持材を重ね、筐体前面がレール表面に接合し、筐体後面が固定支持材を挟んでレールブレスに当接するようにして配置される。
このように配置すれば、加熱器の前面全体がレールに接合し、レールを効率的に加熱することができる。固定支持材は、シリコンゴムなどの耐熱性を有し、且つ熱伝導率が小さい特性のものを用い、筐体後面とレールブレスの間に実装される厚みに形成される。
レールとレールブレスの間隙以外の部位には、適宜な取り付け金具を用いて取り付けられることが好ましい。
【００１２】
なお、前記構成において、筐体の溝部の縁部のかしめは、筐体及び発熱体単体、又は筐体及び発熱体と断熱材の双方を確実に固定しておくため、溝部全長に渡って行うことが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施例を図面を参照して説明する。
図示された実施例は、ポイント部のレールＫとレールブレスＢの間隙に本発明のレール加熱器を布設した形態であり、図中、符号１は加熱器、２は固定支持及び熱絶縁材としてのシリコンゴム板である。
【００１４】
加熱器１は、筐体１１内に発熱体としての管状ヒータ１２と、断熱材としてのステンレス板１３を挿入して構成されている。
【００１５】
筐体１１は、アルミニウムを用い、押し出し成形によって長尺に形成されている。
詳しくは、図２に示されているように、筐体１１は、その前面１１１がレールＫの側面から脚部に至る折れ部の湾曲した表面形状に対応させて、外方に膨らんで湾曲した形状に形成され、その後面１１２には、筐体表面を凹ませて筐体の長手方向に連続して伸びた凹状の溝部１１３が形成してある。
溝部１１３は、筐体の略中央部で管状ヒータ１２の外径とほぼ同じ内径で中空状に開けられた空間部１１３ａと、空間部１１３ａに隣接させてステンレス板１３が挿通し得る幅及び厚みの開口１１３ｂとを連ねて形成されている。開口１１３ｂの外側には、溝部１１３の内方に向かい合うようにして突出した係止片１１３ｃ，１１３ｃが設けてある。
【００１６】
管状ヒータ１２は、筐体１１と略同じ長さの長尺棒状を呈し、前記筐体空間部１１３ａ内に略一杯に挿入し得る大きさに形成してある。
【００１７】
また、ステンレス板１３も筐体１１と略同じ長さを有し、前記筐体開口１１３ｂに挿通し得る幅及び厚みに形成してある。
【００１８】
シリコンゴム板２は、レールブレスＢとレールＫの間隙を貫通する筐体１１と略同じ長さに設けて形成されている。シリコンゴム板２の厚みは、加熱器１をレールＫとレールブレスＢの間隙に設置した状態で、筐体後面１１２とレールブレスＢの間に実装され、且つ自身の弾性によって加熱器１の表面をレールＫに圧接させて加熱器１を当該設置位置に固定し得る寸法に設定してある。
【００１９】
これらの部材からなる加熱器１は、筐体１１の後面から溝部１１３の空間部１１３ａ内に管状ヒータ１２を挿入し、挿入された管状ヒータ１２の端部には給電ケーブルを接続しておき、さらに溝部１１３の開口１１３ｂ内にステンレス板１３を挿入し、溝部縁部の係止片１１３ｃ，１１３ｃをステンレス板１３側に折り曲げて内方にかしめ、管状ヒータ１２とステンレス板１３を筐体内部に固定することにより構成される。
【００２０】
ポイント部への加熱器１の設置は、筐体前面１１１をレールＫの表面側に向けた加熱器１を、レールブレスＢの側方からレールブレスＢとレールＫの間隙内に挿通させ、且つレールブレスＢと筐体後面１１２が対向する空間部にシリコンゴム板２を装填し、加熱器１がレールブレスＢとレールＫの表面に圧接固定されることにより行われる。
【００２１】
このように設置された加熱器１は、筐体前面１１１がレール側面から脚部に至る折れ部の表面に接合し、また、管状ヒータ１２の周面が筐体内面に面接触状態で接しているので、管状ヒータ１２で発生した熱量を筐体１１を介してレールＫに効率良く伝導させることができる。
また、ステンレス板１３を管状ヒータ１２に重ねてレールブレスＢ側に配置してあり、さらに、筐体後面１１２とレールブレスＢの間に熱絶縁性を有するシリコンゴム板２を介装してあるので、筐体後面１１２側への熱量の放散を防止して発生熱量を効率的にレールＫへと伝導せしめ、熱損失を少なくすることができる。
【００２２】
なお、レールへの熱伝導量をより大きくするため、加熱器は図示した形態以外のものとしてもよい。例えば、筐体の形状をレールブレスとレール間に貫通させた状態でレールに広く接触するようにしたり、筐体をさらに低熱熱伝導材で被覆したり、或いはレールとの接触面積を拡大する目的で、筐体をさらに高熱熱伝導材で補強したりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のレール加熱器をレールとレールブレスの間隙に布設した形態を示した図である。
【図２】図１の加熱器に用いた筐体の平面図である。
【図３】図１の要部拡大断面図である。
【図４】レール加熱器が設置されるポイント部の外観図である。
【図５】従来のレール加熱器をレールに取り付けた状態を示した図である。
【符号の説明】
１ レール加熱器
１１ 筐体
１１１ 筐体前面
１１２ 筐体後面
１１３ 溝部
１２ 管状ヒータ
１３ ステンレス板
２ シリコンゴム板
Ｂ レールブレス
Ｋ レール

Claims (2)

1. 高熱伝導率の金属材よりなる長尺な筐体（１１）の内部に線状又は棒状に形成された発熱体（１２）を設け、筐体（１１）の表面をレール（Ｋ）に接触させてレール（Ｋ）を加熱するレール加熱器（１）において、
   前記筐体（１１）はその前面（１１１）がレール側面から脚部に至る当該レール折れ部表面の曲率に対応した湾曲形状に形成されているとともに、その後面（１１２）に、筐体（１１）の略中央部に中空状に空けられた空間部（１１３ａ）と連通していて且つ筐体（１１）の長手方向に連続して伸びた凹状の溝部（１１３）が設けられ、
   この筐体（１１）の前記空間部（１１３ａ）に発熱体（１２）を挿入するとともに、溝部（１１３）を閉鎖する大きさを有する低熱伝導率の断熱材（１３）を前記空間部（１１３ａ）の筐体後面（１１２）側で発熱体（１２）に重ねて溝部（１１３）内に配置し、当該溝部（１１３）の縁部を内方断熱材（１３）側に折り曲げてかしめることにより、発熱体（１２）及び断熱材（１３）を筐体（１１）の内部に固定した構成を有することを特徴とするレール加熱器。
2. 筐体後面（１１２）に熱絶縁性を有する固定支持材（２）が重ねられたレール加熱器（１）を、筐体前面（１１１）がレール（Ｋ）表面に接合し、筐体後面（１１２）が固定支持材（２）を挟んでレールブレス（Ｂ）に当接するように配置して、レール（Ｋ）とレールブレス（Ｂ）の間隙を貫通するように取り付けてなる請求項１に記載のレール加熱器。

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